[发明专利]一种高醛化度聚乙烯醇缩丁醛树脂及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种高醛化度聚乙烯醇缩丁醛树脂及其制备方法。

二、背景技术

聚乙烯醇缩丁醛树脂具有较高的透明性、耐寒性、耐冲击、抗紫外线等优越性能，与金属、玻璃、木材、陶瓷、纤维制品等有良好的粘结力。聚乙烯醇缩丁醛树脂可以用于制作安全玻璃的夹层材料，制备的安全玻璃透明性好，冲击强度大，广泛用于航空和汽车领域。涂料工业中用于制备防腐蚀涂料，具有很强的防锈能力；还可以制备附着力、耐水性好的金属底层涂料和防寒漆。陶瓷工业中用于制造花纹鲜艳的薄膜花纸，可代替陶瓷花纸。树脂工业用于制造代替钢、铅等有色金属的压塑料；可配成多种粘合剂，广泛用于木材、陶瓷、金属、塑料、皮革、层压材料等的粘接；纺织工业用于制造织物处理剂和纱管。食品工业用于制造无毒包装材料；造纸工业用于制造纸张处理剂。此外，还可用于制造防缩剂、硬挺剂及其他防水材料。市场前景广阔。

我国聚乙烯醇缩丁醛的研究虽自上世纪60年代就已开始，但发展速度缓慢，产品质量档次不高，主要集中在涂料、粘合剂等领域。现随着汽车行业、建筑业、光伏产业的发展，对高档聚乙烯醇缩丁醛树脂的需求量巨大，但国内却没有厂家能够生产，全部依赖进口。高醛化度聚乙烯醇缩丁醛树脂及其制备方法的发明，打破了国外的技术垄断，成功开发出了满足汽车挡风玻璃、建筑安全玻璃及太阳能电池等领域所需的高档聚乙烯醇缩丁醛树脂。

三、发明内容

本发明旨在提供一种高醛化度聚乙烯醇缩丁醛树脂及其制备方法，所要解决的技术问题是提高聚乙烯醇缩丁醛树脂的醛化度。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明高醛化度聚乙烯醇缩丁醛树脂，是以聚乙烯醇和正丁醛为原料、以盐酸为催化剂经低温连续缩合和再次缩合反应后得到的醛化度＞78%的聚乙烯醇缩丁醛树脂；

所述低温连续缩合时的反应温度分别为0-35℃；

所述再次缩合时的反应温度为45-75℃。

本发明高醛化度聚乙烯醇缩丁醛树脂的制备方法，包括缩合、分离、洗涤、干燥和后处理各单元过程，其特征在于：

所述缩合为低温连续缩合和再次缩合过程；

所述低温连续缩合是以聚乙烯醇和正丁醛为原料，以水为溶剂，以盐酸为催化剂，于0℃开始反应，然后逐渐升温至35℃继续反应2小时，反应结束后洗涤并干燥得到醛化度＞70%的聚乙烯醇缩丁醛树脂；其中聚乙烯醇、正丁醛、盐酸和水的质量比为7-9：3.5-4.5：2.7-3.3：63-81；

所述再次缩合是将醛化度＞70%的聚乙烯醇缩丁醛树脂、正丁醛和盐酸混合于甲醇中，于45-75℃反应4小时；反应结束后洗涤并干燥得到醛化度＞78%的聚乙烯醇缩丁醛树脂；其中醛化度＞70%的聚乙烯醇缩丁醛树脂、正丁醛、盐酸和甲醇的质量比为4-6：3-5：1.5-2.5：36-54；

所述盐酸的质量浓度为30-35%。

低温连续缩合时正丁醛分两次加入，第一次在刚开始反应时添加，第二次在0-10℃反应一小时后添加，两次添加量之比为1：1；分两次添加是因为丁醛微溶于水，一次性加入会使丁醛浮于溶液表面，造成局部过反应，形成凝胶。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明提高了聚乙烯醇缩丁醛树脂的醛化度，使其应用领域得到扩展，国内已有的生产技术制备的聚乙烯醇缩丁醛树脂的醛化度远达不到该水平，使用领域较窄，主要用于涂料、粘合剂领域，该发明技术制得的产品其主要应用于汽车行业、建筑业、光伏产业等对聚乙烯醇缩丁醛树脂有较高要求的行业，利润空间大。

四、具体实施方式

1、聚乙烯醇的溶解

将聚乙烯醇溶于水中，加热至98℃，保温2小时，制成质量浓度16%的聚乙烯醇溶液，加水降温并制成质量浓度10%的聚乙烯醇溶液，过滤待用。

2、缩合

将聚乙烯醇溶液加入至缩合釜中，加适量的盐酸和正丁醛，其反应物料质量比为聚乙烯醇：正丁醛：盐酸=8：4：3，盐酸质量浓度为31%；其中正丁醛分两次投入，两次投入比为1:1。其具体控制步骤为，待缩合一釜温度达到5℃时投盐酸和正丁醛，待反应1小时后，再次投入正丁醛，等再反应1小时后将反应液送至缩合二釜，温度控制在35℃，保温2小时。

3、水洗

将反应制得的聚乙烯醇缩丁醛树脂经离心机脱水后，送入水洗釜，对PVB进行水洗。

4、干燥